降低18%用电成本!ST、华大高性能MCU开发的三相电表方案合集

发布时间:2025-06-20 阅读量:53 来源: 我爱方案网 作者: bebop

工业能源管理领域正经历数字化变革浪潮,三相多功能电表作为核心计量设备,已从传统电量计量工具升级为集数据采集、边缘分析、能效优化于一体的智能终端。依托物联网与AI技术,其在工业控制、自动化产线及储能系统中的价值日益凸显,推动企业实现能耗精细化管理与成本结构化优化。本文结合三相电表方案典型应用场景与实际应用方案,深度解析其技术演进与落地价值。


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工业控制与自动化中的典型应用案例

(1)生产线能效优化:分项计量驱动决策

常德XX能源有限公司在20个车间部署170台三相多功能智能电表,通过4G无线抄表方案实时采集各生产线数据。系统自动生成可视化报表,揭示出:

  • 晚班生产时无功电量超标导致月均罚款超万元;

  • 峰时段耗电占比达总电费的56%。

通过调整球磨机等大功率设备至谷时段运行,并加装无功补偿装置,年电费支出降低18%,产能提升12%。

(2)安全预警与设备管理

江苏XX集团在复合材料生产线安装649台三相多功能电表,设定电压阈值±10%、电流超限阈值20%。2024年系统多次预警:

  • 注塑机电机绝缘老化导致电流波动;

  • 空压机夜间待机功耗异常升高(达额定值30%)。提前维修避免了短路火灾风险,设备故障率下降40%。同类方案在常州美亚塑料工厂应用后,通过实时监测注塑机功率曲线,识别出模具磨损导致的能耗上升,维护成本降低25%。


实战方案推荐:

STM32F413三相并联电表


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方案简介:
方案符合EN 50470-x、IEC 62053-2x、ANSI12.2x之交流电表标准。该应用方案提供每相或者累计的有源能量,或是功率的宽频、基波、无功和视在功率和能量资料;达到IEC 62053-22的三相有功/视在功率测量准确度等级0.5级和IEC 62053-21的三相无功功率测量准确度等级一级,可以对每个电压和电流讯号执行RMS运算和THD失真运算(可选),及直流电测量,以及线路周期、相移和相电压延迟测量。 
除了民生用电计量外,EVALSTPM-3PHISO亦是一个工业级多相交流电能电表计量参考设计,例如,电动汽车充电、服务器和太阳能逆变器。
方案参数:
符合 EN 50470-x、IEC 62053-2x、ANSI12.2x 标准对交流功率计的要求
根据 IEC 62053-22 的 3 相有功/视在功率测量精度等级 0.5
根据 IEC 62053-21 的 3 相无功功率测量精度等级 1
6 通道电压和电流抽取样本可用@200 us
2.5 kHz 测量带宽
每个电压和电流信号的 RMS 和 THD(可选)计算
用于直流测量的可选高通滤波器
每个相位的线周期和相移测量
相电压延迟
完全校准(用于 DC 测量的幅度、功率偏移和样本偏移)
两个用于脉冲输出的可配置 LED
shell 命令在虚拟 com 端口模式下通过 USB 进行通信
相间 6 kV 电气隔离,间隙为 8 mm


三相多功能电表方案



该方案是集三相电气量采集、测量、远方操作和网络通讯为一体,内部采用低功耗、高密度、高可靠性的DSP处理器,并且软、硬件均具有多种抗干扰措施,保证仪表在各种复杂环境下均不会出现死机。可广泛应用于箱式变电站、高压柜、中置柜、环网柜、小区配电房以及所有需要电量监测、远方操作的自动化领域和电力系统中。

方案优势:

•   采用片内资源丰富的高密度、高可靠性的工业级DSP处理器

•   高速、高精度的A/D转换器

•   交直流通用输入开关电源,可直接接入外部110V或220V电源

•   支持多种接线方式,可以涵盖电力系统中采用的接线方式

•   外部开关量输入,并进行光电隔离

•   远方操作功能;可通过通讯后台对开关进行合、分操作

•   RS485通讯, 网络通讯接口采用高速光电隔离器件,并设计有专用电路对接口芯片进行保护,使仪表通讯速率高,通讯稳定可靠

•   4-20mA模拟变送输出,对应电气量的类型可以整定,可分别对应21种不同的电气量;变送输出电量量程可以整定,极大地提高了仪表变送输出的灵活性

方案技术参数:




华大电子CIU32L061三相电表应用方案
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方案采用华大电子CIU32L061为主控芯片,最高频率可达 48MHz,支持独立的备份电源供电, 内部集成 LCD、ADC、DAC、内部参考电压源 VREFBUF、超低功耗比较器、 LPUART、多个 USART/I2C/SPI、RTC、多种定时器等丰富的外设资源;方案具有分时计费和分阶梯计费、电压、电流、功率测量等功能,信息采用LCD显示方式,支持RS485通信、红外通信。
方案优势:
RTC内置温度传感器,可提供完整的温度补偿方案
支持VBAT模式,功耗低
IRTIM可产生红外控制信号
应用场景:
智能表计、便携医疗、智能门锁、其他电池供电的低功耗场景

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